Propriétés électriques de cellule solaire à base de diSéléniure de Cuivre Indium Galium CuIn(1−x)GaxSe2 (CIGS)

Abstract

Le travail de ce mémoire de magister est une étude par simulation numérique des caractéristiques électriques d’une cellule solaire en couches minces et à hétérojonction à base de ZnO/CdS (n)/CIGS(p)/Mo en utilisant le logiciel Silvaco Atlas-2D. Les caractéristiques électriques de la densité de courant en fonction de la tension J(V) sous éclairement AM1.5 sont simulées : le rendement de conversion N= 20.1 %, la tension en circuit ouvert Vco = 0.68 V, la densité du courant de court circuit Jcc=36.91 mA/cm² et le facteur de forme FF= 80 %. Ces résultats de simulation sont en très bons accord avec ceux trouvés expérimentalement. Les paramètres photovoltaïques de la cellule solaire sont étudiés et analysés par la variation des grandeurs : épaisseurs et dopages des couches en CdS et CIGS, la composition de Galium par rapport à celle d’Indium x. Il s’est avéré que la variation des paramètres de la couche frontale (en CdS) ont généralement des effets moins significatifs sur les caractéristiques électriques de la cellule en comparaison avec les paramètres de la couche absorbante (en CIGS). Les résultats de simulation ont montré que la fraction molaire x de la couche en CIGS a une valeur optimale autour de 0.31 correspondante à une énergie du gap de 1.16 eV, ce résultat est en très bon accord avec celui trouvé expérimentalement. Une petite amélioration des performances de la cellule solaire en CIGS a été apportée par l’ajout de la couche fenêtre ZnO : Al.